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基础篇：Object对象

1 Object的内存结构和指针压缩了解一下

基础篇：Object对象

//hotspot的oop.hpp文件中class oopDesc
class oopDesc {
  friend class VMStructs;
  private:
  volatile markOop  _mark; //对象部分
  union _metadata {  // klassOop 类元数据指针
    Klass*      _klass;   
    narrowKlass _compressed_klass;
  } _metadata;

Object的实例数据内存使用三部分组成的， 对象头 ， 实际数据区域 、 内存对齐区
对象头布局如下：主要和锁，hashcode，垃圾回收有关；由于锁机制的内容篇幅过长，这里就不多解释了；和锁相关的markWord（markOop）内存布局如下

基础篇：Object对象

内存对齐 区是什么? HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说就是对象的大小必须是8字节的整数倍。因此当对象实例数据部分没有对齐的话，就需要通过对齐填充来补全。
内存对齐好处
- 有利于内存的管理
- 更快的CPU读取，CPU从内存获取数据，并不是一个个字节的读取，而是按CPU能处理的长度获取，如32位机，是4个字节的内存块；当只需其中两个字节时，则由内存处理器处理挑选。如果需要三个字节分布在两个不同内存块（四字节的内存块），则需要读取内存两次（如果是存在同一内存块只需一次读取）。而当对象按一定的规则合理对齐时，CPU就可以最少地请求内存，加快CPU的执行速度
指针压缩
- 在上图可以看到，在64位jvm里Object的MarkWord会比32位的大一倍；其实klassOop也占了64位（数组长度部分则是固定四字节）。指针的宽度增大，但是对于堆内存小于4G的，好像也用不到64位的指针。这可以优化吗？答案是就是指针压缩
- 指针压缩的原理是利用jvm植入压缩指令，进行编码、解码
- 哪些信息会被压缩
  - 会被压缩对象：类属性、对象头信息、对象引用类型、对象数组类型
  - 不被压缩对象：本地变量，堆栈元素，入参，返回值，NULL这些指针
- 指针压缩开启，klassOop大小可以由64bit变成32bit；对象的大小可以看看下面的具体对比: JVM - 剖析JAVA对象头OBJECT HEADER之指针压缩
```
public static void main(String[] args){
    Object a = new Object(); // 16B   关闭压缩还是16B，需要是8B倍数;12B+填充的4B
    int[] arr = new int[10]; // 24B   关闭压缩则是16B
}

public class ObjectNum {
    //8B mark word
    //4B Klass Pointer   如果关闭压缩则占用8B
    //-XX:-UseCompressedClassPointers或-XX:-UseCompressedOops，
    int id;        //4B
    String name;   //4B  如果关闭压缩则占用8B
    byte b;        //1B  实际内存可能会填充到4B
    Object o;      //4B  如果关闭压缩则占用8B
}
```
- 为什么开启指针压缩时，堆内存最好不要超过32G，指针使用32个bit，为什么最大可使用内存不是4G而是32G

<br/>jvm要求对象起始位置对齐8字节的倍数，可以利用这点提升选址范围，理论上可以提升到`2^11 * 4G`。不过jvm将只是指针左移三位，因此`2^3 * 4G = 32G`。如果**大于32G**,指针压缩会失效。如果GC堆大小在 **4G以下**，直接砍掉高32位，避免了编码解码过程
- 启用指针压缩`-XX:+UseCompressedOops`(**默认开启**)，禁止指针压缩:`-XX:-UseCompressedOops`

2 Object的几种基本方法

本地方法
- private static native void registerNatives() 将Object定义的本地方法和java程序链接起来。对JNI方面了解不多，就不多解释了 Object类中的registerNatives
- public final native Class<?> getClass() 获取java的Class元数据
- public native int hashCode() 获取对象的哈希Code
- protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException 获得对象的克隆对象，浅复制
- public final native void notify() 唤醒等待对象锁waitSet队列中的一个线程
- public final native void notifyAll() 类似notify(),唤醒等待对象锁waitSet队列中的全部线程
- public final native void wait(long timeout) 释放对象锁,进入对象锁的waitSet队列

普通方法

public String toString() { return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());}
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj);}
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException;
//都是基于native void wait(long timeout)实现的
public final void wait() throws InterruptedException;
wait(long timeout, int nanos)、wait() 
//jvm回收对象前，会特意调用此方法 
protected void finalize() throws Throwable;

3 == 、 equals、Comparable.compareTo、Comparator.compara 四种比较方法

如不指定排序顺序，java里的默认排序顺序是升序的，从小到大

==， (A)对于基本类型之间的比较是值 (B)基本类型和封装类型比较也是值比较 (C)对于引用类型之间的比较则是内存地址
equals(Object o)，在Object基本方法里可以看到 public boolean equals(Object obj) { return (this == obj);} 是使用 == 去比较的。equals方法的好处是我们可以重写该方法

Comparable.compareTo 是接口Comparable里的抽象方法；如果对象实现该接口，可使用Collections.sort(List< T> col)进行排序。接下来看看源码怎么实现的

Collections.java
//Collections.sort(List<T> list),调用的是List的sort方法
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) {
    list.sort(null);
}

List的sort 则调用了Arrays.sort

List.java
default void sort(Comparator<? super E> c) {
    Object[] a = this.toArray();
    Arrays.sort(a, (Comparator) c);
    ListIterator<E> i = this.listIterator();
    for (Object e : a) {
        i.next();
        i.set((E) e);
    }
}

如果Comparator c 为null,则是调用 Arrays.sort(Object[] a) ；最终调用LegacyMergeSort(归并排序)方法处理

Arrays.java
public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
    if (c == null) {
        sort(a);
    } else {
        if (LegacyMergeSort.userRequested)
            legacyMergeSort(a, c);
        else
            TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
    }
}

LegacyMergeSort方法里的一段代码；最终底层是使用 归并排序 和compareTo来排序

Arrays.java
......
    if (length < INSERTIONSORT_THRESHOLD) {
        for (int i=low; i<high; i++)
            for (int j=i; j>low &&
                     ((Comparable) dest[j-1]).compareTo(dest[j])>0; j--)
                swap(dest, j, j-1);
        return;
    }

Comparator也是一个接口，不过提供了更丰富的操作，需要实现 int compare(T o1, T o2) 方法

Comparator提供了常用的几个静态方法thenComparing、reversed、reverseOrder（操作对象需要实现Comparator或者Comparable）；可配合List.sort、Stream.sorted、Collections.sort使用。

@Data
@AllArgsConstructor
static class Pair implements Comparator<Pair>, Comparable<Pair> {
    Integer one;
    Integer two;
    @Override
    public String toString() { return one + "-" + two; }
    @Override
    public int compareTo(Pair o) { return one.compareTo(o.one);  }
    @Override
    public int compare(Pair o1, Pair o2) {return o1.compareTo(o2);}
}
public static void main(String[] args) {
    List<Pair> col = Arrays.asList( new Pair(4, 6), new Pair(4, 2),new Pair(1, 3));
    col.sort(Comparator.reverseOrder());
    col.stream().sorted(Comparator.comparing(Pair::getOne).thenComparing(Pair::getTwo))
            .forEach(item ->  System.out.println(item.toString()) );
}

Collections.sort默认是升序排序的，可以看到reverseOrder将顺序反过来了；用了thenComparing的col则是先判断Pair::getOne的大小，如果相等则判断Pair::getTwo大小来排序

result:
4-6
4-2
1-3
----------------
1-3
4-2
4-6

4 方法的重写和重载

方法的重写是指子类定义和父类方法的 名称、参数及顺序一致 的方法；需要注意的是，子类重写方法 修饰符 不能更加严格，就是说父类方法的修饰符是protected，子类不能使用private修饰而可用public,抛出的异常也不能比父类方法定义的更广
方法的重载则是同一个类中定义和已有方法的 名称一致而参数及顺序不一致 的方法，(返回值不能决定方法的重载)
重载的方法在编译时就可确定(编译时多态)，而重写的方法需要在运行时确定(运行时多态，我们常说的多态)
 多态的三个必要条件 1、有继承关系 2、子类重写父类方法 3、父类引用指向子类对象

5 构造方法是否可被重写

构造方法是每一个类独有的，并不能被子类继承，因为构造方法没有返回值，子类定义不了和父类的构造方法一样的方法。但是在同一个类中，构造方法可以重载

public class TestEquals {
    int i;
    public TestEquals() {   i = 0; }
    //构造方法重载
    public TestEquals(int i) {   this.i = i } 
}

6 Object的equals和hashCode

equals是用来比较两个对象是否相等的，可以重写该方法来实现自定义的比较方法；而hashCode则是用来获取对象的哈希值，也可以重写该方法。当对象存储在Map时,是首先利用Object.hashCode判断是否映射在同一位置，若在同一映射位，则再使用equals比较两个对象是否相同。

7 equals一样，hashCode不一样有什么问题？

如果重写equals导致对象比较相同而hashCode不一样，是违反JDK规范的；而且当用HashMap存储时，可能会存在多个我们自定义认为相同的对象，这样会为我们代码逻辑埋下坑。

8 Object.wait和Thread.sheep

Object.wait是需要在synchronized修饰的代码内使用，会让出CPU,并放弃对对象锁的持有状态。而Thread.sleep则简单的挂起，让出CPU,没有释放任何锁资源

9 finalize方法的使用

如果对象重写了finalize方法，jvm会把当前对象注册到FinalizerThread的ReferenceQueue队列中。对象没有其他强引用被当垃圾回收时，jvm会判断ReferenceQueue存在该对象，则暂时不回收。之后FinalizerThread（独立于垃圾回收线程）从ReferenceQueue取出该对象，执行自定义的finalize方法，结束之后并从队列移除该对象，以便被下次垃圾回收
finalize会造成对象延后回收，可能导致内存溢出，慎用
finally和finalize区别
- finallyjava关键字是用来处理异常的，和try搭配使用
- 如果在finally之前return，finally的代码块会执行吗？ try内的continue,break,return都不能绕过finally代码块的执行，try结束之后finally是一定会被执行的
相似的关键字final
- final修饰类，该类不能被继承；修饰方法，方法不能被重写；修饰变量，变量不能指向新的值；修饰数组，数组引用不能指向新数组，但是数组元素可以更改
- 如果对象被final修饰，变量有哪几种声明赋值方式？
- fianl修饰普通变量：1、定义时声明 2、类内代码块声明 3、构造器声明
- fianl修饰静态变量：1、定义时声明 2、类内静态代码块声明

10 创建对象有哪几种方法

ObjectInputStream.readObject()

11 猜猜创建对象的数量

String one = new String("Hello");

两个对象 和一个 栈变量 ：一个栈变量one和一个new String()实例对象、一个"hello"字符串对象

基础篇：Object对象

题外话:string.intern();intern先判断常量池是否存相同字符串,存在则返回该引用；否则在常量池中记录堆中首次出现该字符串的引用，并返回该引用。

如果是先执行 String s = "hello" ; 相当于执行了intern();先在常量池创建"hello",并且将引用A存入常量池，返回给s。此时String("hello").intern()会返回常量池的引用A返回

String one = "hello";
    String two = new String("hello");
    String three = one.intern();
    System.out.println(two == one);
    System.out.println(three == one);
    
    result:
    false  // one虽然不等于two;但是它们具体的char[] value 还是指向同一块内存的
    true  // one 和 three 引用相同

基础篇：Object对象

12 对象拷贝问题

引用对象的 赋值复制 是复制的引用对象， A a = new A(); A b = a; 此时a和b指向同一块内存的对象

使用Object.clone()方法，如果字段是值类型(基本类型)则是复制该值，如果是引用类型则复制对象的引用而并非对象

@Getter
static class A implements Cloneable{
    private B b; 
    private int index;
    public A(){
        b = new B(); index = 1000;
    }
    public A clone()throws CloneNotSupportedException{  return (A)super.clone(); }
}
static class B{
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
    A a = new A();
    A copyA = a.clone();
    System.out.println( a.getIndex() == copyA.getIndex() );
    System.out.println( a.getB() == copyA.getB() );
}

//返回结果都是true,引用类型只是复制了引用值
true
true

深复制：重写clone方法时使用序列化复制,(注意需要实现Cloneable，Serializable)

public A clone() throws CloneNotSupportedException {
        try {
            ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(byteOut);
            out.writeObject(this);
            ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
            ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(byteIn);
            return (A) inputStream.readObject();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new CloneNotSupportedException(e.getLocalizedMessage());
        }
    }